瘦素受体敲除大鼠型糖尿病模型

瘦素受体敲除(Leptin receptor)大鼠。

背景品系为SD(Sprague Dawley, SD)大鼠

利用CRISPR/Cas9技术制备瘦素受体（Leptin receptor）基因敲除大鼠，获得一个在瘦素受体所在基因组上从90043bp to 90341bp位置缺失298-bp碱基，并插入了4个碱基，在瘦素受体基因序列上产生了终止密码子TGA，在蛋白水平上来看共缺失了997个氨基酸。Western blot显示，该大鼠无法正常表达功能性完整的瘦素受体蛋白。

图1 瘦素受体敲除大鼠肝脏组织中瘦素受体的表达情况

5.1 肥胖

瘦素受体敲除大鼠（Lepr-/-）与野生大鼠相比摄食量和体重都显著增加，1月龄时雄性瘦素受体敲除大鼠比野生大鼠体重增加60%，8月龄时雌性瘦素受体敲除大鼠比雄性大鼠更加肥胖，比同龄同性别野生大鼠体重增加了160%（图2）

图2 瘦素受体敲除大鼠体重增加

图A，8月龄瘦素受体敲除大鼠和野生大鼠的比较；

B和C, 1-8月龄雄性和雌性瘦素受体敲除大鼠和野生大鼠的体重曲线。

5.2 雄性瘦素敲除大鼠空腹血糖和随机血糖值增加

　　雄性瘦素敲除大鼠的空腹血糖从4月龄开始至8月龄都显著高于野生大鼠，随机血糖值从2月龄开始至8月龄显著高于野生大鼠，其中4月龄时是野生大鼠血糖值的1.64倍，这种现象在雌鼠中没有观测到。

图3 瘦素受体敲除大鼠和野生大鼠空腹及随机血糖的比较

A和B，瘦素受体敲除大鼠雄鼠和雌鼠空腹血糖与野生大鼠的比较；

C和D，瘦素受体敲除大鼠雄鼠和雌鼠随机血糖与野生大鼠的比较

5.3 胰岛素抵抗和高胰岛素血症

　　瘦素敲除大鼠在2月龄，4月龄和8月龄的糖耐受实验显示明显的胰岛素抵抗和高胰岛素血症，随着月龄的增加胰岛素抵抗更加显著（图4）。

图4 2，4，8月龄瘦素受体敲除大鼠和野生大鼠的糖耐受曲线及葡萄糖刺激下的胰岛素曲线

A和B, 2，4，8月龄瘦素受体敲除大鼠和野生大鼠的糖耐受曲线

C和D, 2，4，8月龄瘦素受体敲除大鼠和野生大鼠的胰岛素曲线

5.4 瘦素受体敲除大鼠胰岛细胞增生及组织的脂肪沉积

　　病理切片观察到瘦素受体敲除大鼠有增生的胰岛，肝脏细胞中有脂肪沉积和空泡化的现象（图5）。

图5 病理观察瘦素受体敲除大鼠的胰腺和肝脏组织

5.5 瘦素敲除大鼠出现高脂血症

　　2，4，8月龄瘦素敲除大鼠外周血血生化分析显示，甘油三酯，总胆固醇，高密度胆固醇都显著高于同龄野生大鼠，8月龄时低密度胆固醇也显著升高。

表1，2，4，8月龄瘦素敲除大鼠和野生大鼠的血生化分析

CHO, 总胆固醇; TG, 甘油三酯; HDL, 高密度脂蛋白; LDL, 低密度脂蛋白.

* P<0.05, **P<0.01, *** P<0.001